Електромобілі, як кажуть чимало виробників та експертів, є транспортом майбутнього, адже вони екологічно чистіші за автомобілі на звичайних двигунах. Проте зараз вчені та розробники шукають способи вдосконалити електромобілі.

Однак деякі відкриття трапляються зовсім випадково. Про одне з відкриттів, яке може покращити електромобілі, розповідає Interesting Engineering.

Дослідник з Оук-Ріджської національної лабораторії Міністерства енергетики США Габріель Вейт випадково зробив несподіване відкриття. А причиною цього стала гра з дітьми, для якої він використовував суміш кукурудзяного крохмалю і води — так звану неньютонівську рідину. Особливістю суміші є те, що вона поводить себе як рідина, але якщо прикласти до неї силу — вона твердне. Тоді в науковця з’явилася ідея використати таку властивість неньютонівської рідини у виробництві акумуляторів.

Річ у тім, що всередині літій-іонних акумуляторів тонкий пластиковий шар розділяє електроди. Пошкодження цього шару можуть призвести до того, що електроди почнуть торкатися один до одного, що призводить до займання рідкого електроліту і спалаху батареї. Тому Вейт з колегами вирішив працювати над тим, щоб додати протиударний захист батареям на зразок неньютонівської рідини.

Однак, звісно ж, науковці не вирішили використовувати суміш крохмалю та води в акумуляторах, проте Габріель Вейт надихнувся цією історією. Для акумуляторів вирішили використати кремнезем, який має дещо сході властивості. При ударі дрібні частинки кремнезему злипаються і стають значно твердішими. Однак для цього потрібно, щоб усі частинки кремнезему були однакового розміру, тому вчені використали сферичні частинки, шириною 200 нанометрів.

Така технологія дозволить зробити акумулятори, а відповідно й самі електрокари, безпечнішими, бо протиударна технологія мінімізуватиме ризики займання батарей.

Компанія BASF Shanshan Battery Materials, що входить до складу глобального хімічного концерну BASF, оголосила про важливий прорив у сфері акумуляторних технологій нового покоління. Спільно з пекінською компанією WELION New Energy, яка вважається одним із піонерів у галузі твердотільних акумуляторів, було поставлено перші серійні партії катодних активних матеріалів (CAM) для напівтвердотільних батарей. Цей крок став знаковим етапом на шляху до широкої комерціалізації твердотільних рішень у сфері електромобілів, систем накопичення енергії, авіації та наві ть у сегменті електроінструментів.

Особливу увагу експерти приділяють швидкості реалізації цього проєкту. Від старту співпраці у серпні 2024 року партнери всього за рік пройшли шлях від концепції до серійного виробництва, що демонструє унікальну динаміку їх інноваційного циклу. Науково-дослідний підрозділ BASF розробив катодний матеріал нового покоління з надвисоким вмістом нікелю (HED NCM) та спеціальним композитним покриттям. Завдяки цьому вдалося усунути ключові проблеми взаємодії між катодом і твердим електролітом, що підвищує ємність, зменшує внутрішній опір, покр ащує стабільність циклів та збільшує термін служби батареї. Таким чином, нове покоління напівтвердотільних акумуляторів обіцяє більшу енергетичну щільність, швидке відновлення заряду та підвищений рівень безпеки.

WELION має понад 40 років досвіду в дослідженні твердотільних акумуляторів, а BASF — понад два десятиліття у розробці та виробництві катодних матеріалів. Поєднання цих компетенцій дозволило подолати критичні виклики й вивести технологію на рівень масового виробництва. Представники обох компаній підкреслили, що результат став можливим завдяки тісній взаємодії команд та високому рівню технічної експертизи. У WELION відзначили оперативність та технологічну надійність BASF, тоді як у BASF заявили про стратегічну важливість цієї співпраці для ро звитку бізнесу акумуляторних матеріалів і для всієї індустрії.

У майбутньому BASF планує масштабувати виробництво високоенергетичних матеріалів для батарей на своїх підприємствах у Гар’явалті (Фінляндія) та Шварцхайді (Німеччина). Обидва заводи відомі застосуванням сучасних технологій, які забезпечують один із найнижчих рівнів вуглецевого сліду в галузі. Це дозволить не лише задовольнити попит на високопродуктивні акумулятори, а й зробити цей процес максимально екологічно відповідальним.

Попри масштабність досягнутого результату, точних термінів впровадження нових акумуляторів у серійні транспортні засоби поки не оголошено. Проте, враховуючи швидкість розвитку технології та активну зацікавленість автовиробників, експерти не виключають, що її перші зразки можуть з’явитися у комерційному сегменті вже найближчими роками.